CN111505562B - 一种电能表计量性能自监测能力的测试*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能表计量性能自监测能力的测试***，包括：电源装置和计量故障仿真注入装置；其中，计量故障仿真注入装置设于电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间，包括采样仿真电路、故障仿真电路以及切换装置。通过切换装置将电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间切换为采样仿真电路，使得计量芯片确定采样基准；通过切换装置将电源装置和计量芯片的采样信号输入端之间切换为故障仿真电路，实现向计量芯片的故障注入；通过检测计量芯片能否上报采样电路故障信息，即可实现被测电能表的计量性能自监测能力的验证，从而达到对电能表计量性能自监测能力的出厂前测试的目的，保证电能表的出厂可靠性。

Description

一种电能表计量性能自监测能力的测试***

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，特别是涉及一种电能表计量性能自监测能力的测试***。

背景技术

电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，千瓦小时表。为保证测量结果的可靠性，技术人员提出一种能够对自身的电能计量性能与误差实现自监测、计量电路故障诊断功能的电能表，如IR46智能电表，其不仅能够检测到所在电路的故障信息，还能够检测到自身计量电路的故障，并将故障诊断数据作为事件记录存储并自动上报主站数据采集***；主站数据采集***通过数据集中器收集电能表的故障诊断数据，并根据每一个电能表的计量性能评估实时检测电表计量性能质量，对存在计量故障的电能表及时上报电力局，可以使电力局工作人员迅速定位故障电能表，及时对故障电能表进行更换或在线故障维护，大大降低了电力局的运营维护成本，同时减少了故障电能表误报造成的损失。

以IR46智能电表为代表的具有计量性能自监测能力的电能表，是通过计量芯片内置电路进行检测和诊断的，而现今还没有检测和评价这种新型电能表的计量性能自监测、故障自诊断的功能好坏的方案。

如何对此类新型电能表的计量性能自监测能力进行测试，保证设备出厂可靠性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电能表计量性能自监测能力的测试***，用于实现对电能表的计量性能自监测能力的测试，保证该种电能表的出厂可靠性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电能表计量性能自监测能力的测试***，包括：电源装置和计量故障仿真注入装置；

其中，所述计量故障仿真注入装置设于所述电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间，所述计量故障仿真注入装置包括采样仿真电路、故障仿真电路以及用于切换所述采样仿真电路和所述故障仿真电路的切换装置。

可选的，所述采样仿真电路具体包括电流采样仿真电路和电压采样仿真电路；

相应的，所述故障仿真电路具体包括电流故障仿真电路和电压故障仿真电路；

所述电源装置具体包括电流源装置和电压源装置；

所述切换装置具体包括用于在所述电流源装置和所述计量芯片的电流通道采样信号端之间切换所述电流采样仿真电路和所述电流故障仿真电路的第一切换装置，以及用于在所述电压源装置和所述计量芯片的电压信号输入端之间切换所述电压采样仿真电路和所述电压故障仿真电路的第二切换装置。

可选的，所述电流采样仿真电路具体包括：第一分流器，第一电阻，第二电阻，第一采样电阻，第二采样电阻，第一电容和第二电容；

其中，所述第一电阻的第一端与所述电流源装置的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述第一分流器的第一端以及所述第一采样电阻的第一端连接，所述第一分流器的第二端与所述第二电阻的第一端以及所述第二采样电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电流源装置的负极连接，所述第一采样电阻的第二端与所述第一电容的第一端以及所述计量芯片的电流通道采样信号端的正极连接，所述第二采样电阻的第二端与所述第二电容的第一端以及所述计量芯片的电流通道采样信号端的负极连接，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接地。

可选的，所述电流故障仿真电路具体包括：第二分流器，第三电阻和第四电阻；

其中，所述第二分流器的第一端与所述电流源装置的正极连接，所述第二分流器的第二端与所述电流源装置的负极连接；所述第三电阻并联于所述第一采样电阻两端；所述第四电阻并联于所述第二采样电阻两端；

相应的，所述第一切换装置具体包括：第一开关，第二开关，第三开关，第四开关，第五开关，第六开关，第七开关，第八开关和第九开关；

其中，所述第一开关的第一端与所述电流源装置的正极连接，所述第一开关的第二端与所述电流源装置的负极连接；所述第二开关设于所述电流源装置的正极和所述第二分流器的第一端之间；所述第三开关串联于所述第一电阻、所述第二电阻和所述第一分流器所在的支路上；所述第四开关串联于所述第一分流器的第一端和所述第一采样电阻的第一端之间；所述第五开关串联于所述第三电阻所在支路；所述第六开关并联于所述第一采样电阻两端；所述第七开关串联于所述第一分流器的第二端和所述第二采样电阻的第一端之间；所述第八开关串联于所述第四电阻所在支路；所述第九开关并联于所述第二采样电阻两端。

可选的，所述电压采样仿真电路具体包括：第一分压电阻和第二分压电阻；

其中，所述第一分压电阻的第一端与所述电压源装置的第一输出端连接，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端以及所述计量芯片的第一电压通道采样信号端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述电压源装置的第二输出端以及所述计量芯片的第二电压通道采样信号端连接。

可选的，所述电压故障仿真电路具体包括：第五电阻和第六电阻；

其中，所述第五电阻并联于所述第一分压电阻两端，所述第六电阻并联于所述第二分压电阻两端；

相应的，所述第二切换装置具体包括：第十开关，第十一开关，第十二开关，第十三开关，第十四开关和第十五开关；

其中，所述第十开关串联于所述电压源装置的第一输出端和所述第一分压电阻的第一端之间；所述第十一开关串联于所述第二分压电阻的第二端和所述电压源装置的第二输出端之间；所述第十二开关并联于所述第一分压电阻两端；所述第十三开关串联于所述第五电阻所在支路；所述第十四开关并联于所述第二分压电阻两端；所述第十五开关串联于所述第六电阻所在支路。

可选的，还包括：串联于所述电流采样仿真电路的第一指示灯，串联于所述电流故障仿真电路的第二指示灯，串联于所述电压采样仿真电路的第三指示灯，串联于所述电压故障仿真电路的第四指示灯。

可选的，所述切换装置具体为继电器。

可选的，还包括与所述切换装置的控制端以及所述计量芯片的信号输出端连接的上位机，用于控制所述切换装置的切换并接收所述计量芯片上传的自诊断信息。

可选的，所述上位机还用于对比所述自诊断信息以及相应的对所述切换装置的控制信息，并根据对比结果确定所述被测电能表的计量性能自监测能力测试结果。

本发明所提供的电能表计量性能自监测能力的测试***，包括：电源装置和计量故障仿真注入装置；其中，计量故障仿真注入装置设于电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间，计量故障仿真注入装置包括采样仿真电路、故障仿真电路以及用于切换采样仿真电路和故障仿真电路的切换装置。通过切换装置将电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间切换为采样仿真电路，使得被测电能表的计量芯片确定采样基准；进而通过切换装置将电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间切换为故障仿真电路，实现向被测电能表的计量芯片的故障注入；通过检测被测电能表的计量芯片能否上报采样电路故障信息，即可实现被测电能表的计量性能自监测能力的验证，从而达到对电能表计量性能自监测能力的出厂前测试的目的，保证电能表的出厂可靠性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电能表计量性能自监测能力的测试***的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种计量故障仿真注入装置电流部分的电路图；

图3为本发明实施例提供的一种计量故障仿真注入装置电压部分的电路图；

图4为本发明实施例提供的另一种电能表计量性能自监测能力的测试***的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电能表计量性能自监测能力的测试***，用于实现对电能表的计量性能自监测能力的测试，保证该种电能表的出厂可靠性。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种电能表计量性能自监测能力的测试***的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供的电能表计量性能自监测能力的测试***包括：电源装置101和计量故障仿真注入装置102；

其中，计量故障仿真注入装置102设于电源装置101和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间，计量故障仿真注入装置102包括采样仿真电路、故障仿真电路以及用于切换采样仿真电路和故障仿真电路的切换装置。

被测电能表的计量性能自监测能力是由计量芯片及其内置的检测电路实现的，其自监测原理为在电能表上电后，计量芯片控制检测电路向电能表的采样电路发送检测信号(通常为电流信号)，根据采样电路的反馈信号确定采样电路正常运行的基准电路参数，而后在电能表运行过程中，计量芯片以同样的方式定时向采样电路发送检测信号，并根据采样电路的反馈信号计算得到采样电路的实时电路参数，将采样电路的实时电路参数与基准电路参数进行对比，即可确定当前电能表的采样电路是否出现故障。

对此，本发明实施例提供的测试***的测试对象为内置检测电路的计量芯片，或计量芯片所在的核心板(包括计量芯片和单片机)，为计量芯片提供采样仿真电路以使计量芯片建立采样基准(即上述基准电路参数)，再将计量芯片的采样信号输入端切换为故障仿真电路，根据计量芯片的输出故障检测结果检验计量芯片能否监测到采样电路出现故障的信息。

在具体实施中，本发明实施例提供的采样仿真电路和故障仿真电路可以为单独设置的两个电路，其中，采样仿真电路仿照被测电能表的采样电路搭建而成；将采样仿真电路复制后，对其中的部分电路进行替换或增加，得到故障仿真电路；采样仿真电路和故障仿真电路的输入端均与电源装置101连接，切换装置用于将两个电路的其中一个与被测电能表的计量芯片的采样信号输入端连接。通过这种分体设置的方式，有利于对采样仿真电路和故障仿真电路单独进行维护。

采样仿真电路具体包括电流采样仿真电路和电压采样仿真电路；

相应的，故障仿真电路具体包括电流故障仿真电路和电压故障仿真电路；

电源装置101具体包括电流源装置和电压源装置；

切换装置具体包括用于在电流源装置和计量芯片的电流通道采样信号端之间切换电流采样仿真电路和电流故障仿真电路的第一切换装置，以及用于在电压源装置和计量芯片的电压信号输入端之间切换电压采样仿真电路和电压故障仿真电路的第二切换装置。

通过设计电流故障仿真电路，可以仿真电流采样电路器件的短路、断路及阻抗变化等故障。在电流故障仿真电路中，可以通过开关电路的形式达到不同的故障类型的切换。

通过设计电压故障仿真电路，可以仿真电压采样电路器件的短路、断路及阻抗变化等故障。在电压故障仿真电路中，可以通过开关电路的形式达到不同的故障类型的切换。

本发明实施例所提供的电能表计量性能自监测能力的测试***，包括：电源装置和计量故障仿真注入装置；其中，计量故障仿真注入装置设于电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间，计量故障仿真注入装置包括采样仿真电路、故障仿真电路以及用于切换采样仿真电路和故障仿真电路的切换装置。通过切换装置将电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间切换为采样仿真电路，使得被测电能表的计量芯片确定采样基准；进而通过切换装置将电源装置和被测电能表的计量芯片的采样信号输入端之间切换为故障仿真电路，实现向被测电能表的计量芯片的故障注入；通过检测被测电能表的计量芯片能否上报采样电路故障信息，即可实现被测电能表的计量性能自监测能力的验证，从而达到对电能表计量性能自监测能力的出厂前测试的目的，保证电能表的出厂可靠性。

图2为本发明实施例提供的一种计量故障仿真注入装置电流部分的电路图。

在上述实施例的基础上，在本发明实施例提供的电能表计量性能自监测能力的测试***中，将电流故障仿真电路和第一切换装置融合在电流采样仿真电路中，从而减小测试***的体积，便于实现更多故障类型的仿真。

进一步的，本发明实施例提供一种能够仿真电流采样电路器件的短路故障、断路故障及阻抗变化故障的电流故障仿真电路及第一切换装置。如图2所示，在本发明实施例提供的电能表计量性能自监测能力的测试***中，电流采样仿真电路具体包括：第一分流器R7，第一电阻R1，第二电阻R2，第一采样电阻R8，第二采样电阻R9，第一电容C1和第二电容C2；

其中，第一电阻R1的第一端与电流源装置的正极连接，第一电阻R1的第二端与第一分流器R7的第一端以及第一采样电阻R8的第一端连接，第一分流器R7的第二端与第二电阻R2的第一端以及第二采样电阻R9的第一端连接，第二电阻R2的第二端与电流源装置的负极连接，第一采样电阻R8的第二端与第一电容C1的第一端以及计量芯片的电流通道采样信号端的正极连接，第二采样电阻R9的第二端与第二电容C2的第一端以及计量芯片的电流通道采样信号端的负极连接，第一电容C1的第二端和第二电容C2的第二端均接地。

如图2所示，电流源装置输出电流I0，经过第一分流器R7产生压降Ui别串联抗混叠滤波的第一电阻R1和第二电阻R2后接入计量芯片的电流采样通道信号端。

第一电阻R1和第二电阻R2用于模拟被测电能表的接线端子的阻抗。第一电容C1和第二电容C2分别用于模拟被测电能表的计量芯片的电流通道采样信号端的正端信号的对地滤波电容和负端信号的对地滤波电容。由第一分流器R7、第一电阻R1、第二电阻R2、第一采样电阻R8、第二采样电阻R9、第一电容C1和第二电容C2组成被测电能表的计量芯片的电流通道采样电路。

计量芯片的电流通道采样电路的故障主要为第一分流器R7、第一采样电阻R8和第二采样电阻R9的短路、短路和阻抗变化的故障，故电流故障仿真电路具体可以包括：第二分流器R10，第三电阻R3和第四电阻R4；

其中，第二分流器R10的第一端与电流源装置的正极连接，第二分流器R10的第二端与电流源装置的负极连接；第三电阻R3并联于第一采样电阻R8两端；第四电阻R4并联于第二采样电阻R9两端；

相应的，第一切换装置具体包括：第一开关K1，第二开关K2，第三开关K3，第四开关K4，第五开关K5，第六开关K6，第七开关K7，第八开关K8和第九开关K9；

其中，第一开关K1的第一端与电流源装置的正极连接，第一开关K1的第二端与电流源装置的负极连接；第二开关K2设于电流源装置的正极和第二分流器R10的第一端之间；第三开关K3串联于第一电阻R1、第二电阻R2和第一分流器R7所在的支路上；第四开关K4串联于第一分流器R7的第一端和第一采样电阻R8的第一端之间；第五开关K5串联于第三电阻R3所在支路；第六开关K6并联于第一采样电阻R8两端；第七开关K7串联于第一分流器R7的第二端和第二采样电阻R9的第一端之间；第八开关K8串联于第四电阻R4所在支路；第九开关K9并联于第二采样电阻R9两端。

需要注意的是，在对计量芯片进行电流通道采样电路的故障注入之前，需先确保计量芯片处于正常工作状态，使计量芯片确定电流采样基准。计量芯片处于正常工作状态时，第三开关K3、第四开关K4和第七开关K7处于和状态，其余开关处于断开状态。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第一开关K1闭合、其他开关不变时，电流I0＝I3，第一分流器R7被短路，此时模拟的是被测电能表电流采样电路的分流器短路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第二开关K2闭合、其他开关不变时，电流I0＝I1+I2，此时模拟的是电流采样电路分流器阻抗变化的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第三开关K3断开、其他开关不变时，电流I0＝0，第一分流器R7所在支路断路，此时模拟的是被测电能表电流采样电路的分流器断路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第四开关K4断开、其他开关不变时，模拟的是被测电能表的电流通道采样信号端正极的采样抗混叠电阻(即第一采样电阻R8)被断路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第五开关K5闭合、其他开关不变时，模拟的是被测电能表的电流通道采样信号端正极的采样抗混叠电阻(即第一采样电阻R8)阻抗变化的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第六开关K6闭合、其他开关不变时，模拟的是被测电能表的电流通道采样信号端正极的采样抗混叠电阻(即第一采样电阻R8)被短路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第七开关K7断开、其他开关不变时，模拟的是被测电能表的电流通道采样信号端负极的采样抗混叠电阻(即第二采样电阻R9)被断路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第八开关K8闭合、其他开关不变时，模拟的是被测电能表的电流通道采样信号端负极的采样抗混叠电阻(即第二采样电阻R9)阻抗变化的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第九开关K9闭合、其他开关不变时，模拟的是被测电能表的电流通道采样信号端负极的采样抗混叠电阻(即第二采样电阻R9)被短路的故障模式。

其中，第一切换装置的各开关均可以采用阻抗很小可以通大电流的磁保持继电器。

第二分流器R10的阻值可以和第一分流器R7的阻值相同，也可以不同，还可以采用可变电阻的分流器，用于测试计量芯片对电流通道采样电路分流器阻抗变化故障的检测精度。

第三电阻R3的阻值和第四电阻R4的阻值可以和第一采样电阻R8的阻值和第二采样电阻R9的阻值相同，也可以不同，还可以采用电位器，用于测试计量芯片对电流通道采样电路的采样抗混叠电阻阻抗变化故障的检测精度。

此外，还可以同时模拟几种故障模式，检测被测电能表的计量芯片的综合故障检测能力。

除了图2所示的电流故障仿真电路的排布方式外，为模拟第一分流器R7、第一采样电阻R8和第二采样电阻R9的短路、短路和阻抗变化的故障，还可以采用其他的设计，例如，第三电阻R3和第五开关K5可以并联后接入第一采样电阻R8所在支路，闭合第五开关K5则第一采样电阻R8正常工作，断开第五开关K5则模拟第一采样电阻R8的阻抗变化故障。其他部位的用于模拟故障的电阻及开关也可以同理设置。

图3为本发明实施例提供的一种计量故障仿真注入装置电压部分的电路图。

在上述实施例的基础上，在本发明实施例提供的电能表计量性能自监测能力的测试***中，将电压故障仿真电路和第二切换装置融合在电压采样仿真电路中，从而减小测试***的体积，便于实现更多故障类型的仿真。

进一步的，本发明实施例提供一种能够仿真电压采样电路器件的短路故障、断路故障及阻抗变化故障的电压故障仿真电路及第二切换装置。如图3所示，在本发明实施例提供的电能表计量性能自监测能力的测试***中，电压采样仿真电路具体包括：第一分压电阻R11和第二分压电阻R12；

其中，第一分压电阻R11的第一端与电压源装置的第一输出端连接，第一分压电阻R11的第二端与第二分压电阻R12的第一端以及计量芯片的第一电压通道采样信号端连接，第二分压电阻R12的第二端与电压源装置的第二输出端以及计量芯片的第二电压通道采样信号端连接。

如图3所示，在火线L和零线N之间加入220VAC电压源装置，将第一分压电阻R11与第二分压电阻R12与电压源装置串联组成分压网络，第一分压电阻R11为上分压电阻，第二分压电阻R12为下分压电阻，第一分压电阻R11的阻值远大于第二分压电阻R12。经过分压网络，电压源装置的输入电压降为Uu输入被测电能表的计量芯片的电压通道采样信号端。

需要说明的是，第一分压电阻R11和/或第二分压电阻R12具体可以由多个电阻构成。

计量芯片的电压通道采样电路的故障主要为第一分压电阻R11和第二分压电阻R12的短路、短路和阻抗变化的故障，故电压故障仿真电路具体可以包括：第五电阻R5和第六电阻R6；

其中，第五电阻R5并联于第一分压电阻R11两端，第六电阻R6并联于第二分压电阻R12两端；

相应的，第二切换装置具体包括：第十开关K10，第十一开关K11，第十二开关K12，第十三开关K13，第十四开关K14和第十五开关K15；

其中，第十开关K10串联于电压源装置的第一输出端和第一分压电阻R11的第一端之间；第十一开关K11串联于第二分压电阻R12的第二端和电压源装置的第二输出端之间；第十二开关K12并联于第一分压电阻R11两端；第十三开关K13串联于第五电阻R5所在支路；第十四开关K14并联于第二分压电阻R12两端；第十五开关K15串联于第六电阻R6所在支路。

需要注意的是，在对计量芯片进行电压通道采样电路的故障注入之前，需先确保计量芯片处于正常工作状态，使计量芯片确定电压采样基准。在计量芯片正常运行状态下，第十开关K10和第十一开关K11处于闭合状态，其他开关处于断开状态。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第十开关K10断开、其他开关不变时，第一分压电阻R11被断路，此时模拟的是被测电能表的电压采样电路上分压电阻断路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第十一开关K11断开、其他开关不变时，第二分压电阻R12被断路，此时模拟的是被测电能表的电压采样电路下分压电阻断路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第十二开关K12闭合、其他开关不变时，第一分压电阻R11被短路，此时模拟的是被测电能表的电压采样电路上分压电阻短路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第十三开关K13闭合、其他开关不变时，第五电阻R5导通，与第一分压电阻R11并联，此时模拟的是被测电能表的电压采样电路上分压电阻阻抗变化的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第十四开关K14闭合、其他开关不变时，第二分压电阻R12被短路，此时模拟的是被测电能表的电压采样电路下分压电阻短路的故障模式。

自计量芯片处于正常工作状态起，当控制第十五开关K15闭合、其他开关不变时，第六电阻R6导通，与第二分压电阻R12并联，此时模拟的是被测电能表的电压采样电路下分压电阻阻抗变化的故障模式。

其中，第二切换装置的各开关均可以采用阻抗很小可以通大电流的磁保持继电器。

第五电阻R5的阻值可以和第一分压电阻R11的阻值相同，也可以不相同，还可以采用电位器，用于测试计量芯片对电压通道采样电路上分压电阻阻抗变化故障的检测精度。

同理，第六电阻R6的阻值可以和第二分压电阻R12的阻值相同，也可以不相同，还可以采用电位器，用于测试计量芯片对电压通道采样电路下分压电阻阻抗变化故障的检测精度。

此外，还可以同时模拟几种故障模式，检测被测电能表的计量芯片的综合故障检测能力。

除了图3所示的电压故障仿真电路的排布方式外，为模拟第一分压电阻R11和第二分压电阻R12的短路、短路和阻抗变化的故障，还可以采用其他的设计，例如，第五电阻R5和第十三开关K13可以并联后接入第一分压电阻R11所在支路，闭合第十三开关K13则第一分压电阻R11正常工作，断开第十三开关K13则模拟第一分压电阻R11的阻抗变化故障。其他部位的用于模拟故障的电阻及开关也可以同理设置。

在上述实施例的基础上，在本发明实施例中，为了指示当前模拟的运行模式，方便测试人员查看故障注入的情况，本发明实施例提供的电能表计量性能自监测能力的测试***还可以包括：串联于电流采样仿真电路的第一指示灯，串联于电流故障仿真电路的第二指示灯，串联于电压采样仿真电路的第三指示灯，串联于电压故障仿真电路的第四指示灯。

在具体实施中，依据电流采样仿真电路、电流故障仿真电路、电压采样仿真电路和电压故障仿真电路的具体设计方案，在各支路添加指示灯。在设计时，应选择低阻值的指示灯以减小对电路其他器件的影响。

图4为本发明实施例提供的另一种电能表计量性能自监测能力的测试***的结构示意图。

在本发明各实施例中，切换装置均可以采用继电器搭建而成。在此基础上，本发明实施例提供的电能表计量性能自监测能力的测试***还可以包括与切换装置的控制端以及计量芯片的信号输出端连接的上位机401，用于控制切换装置的切换并接收计量芯片上传的自诊断信息。

在具体实施中，通过上位机401向切换装置的继电器发送控制信号，使被测电能表的计量芯片与电源装置101之间接入采样仿真电路或故障仿真电路，以模拟被测电能表正常运行的状态或故障状态。进而参照上述图2和图3对应的计量故障仿真注入装置102，可以通过上位机401向第一切换装置和第二切换装置中的继电器发送控制信号，从而模拟被测电能表正常运行的状态和不同的故障模式。

可以预先编写对切换装置的控制脚本，从而使上位机401控制切换装置完成从正常运行的状态到各种故障模式的切换。还可以通过编写分析脚本，使上位机401可以对比自诊断信息以及相应的对切换装置的控制信息，并根据对比结果确定被测电能表的计量性能自监测能力测试结果。

如模拟上述实施例中列举的各种不同的故障模式，则针对每个故障模式记录被测电能表的计量芯片的反馈信号，分析其检测精度和检测时间，最后可以转化为图表形式输出，以便于测试人员观看。

以上对本发明所提供的一种电能表计量性能自监测能力的测试***进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种电能表计量性能自监测能力的测试***，其特征在于，包括：电源装置，计量故障仿真注入装置以及与切换装置的控制端以及计量芯片的信号输出端连接的上位机；

其中，所述计量故障仿真注入装置设于所述电源装置和被测电能表的所述计量芯片的采样信号输入端之间，所述计量故障仿真注入装置包括采样仿真电路、故障仿真电路以及用于切换所述采样仿真电路和所述故障仿真电路的所述切换装置；

所述上位机用于控制所述切换装置将所述采样信号输入端切换至与所述采样仿真电路连接，以使所述计量芯片确定采样电路正常运行的基准电路参数；所述上位机还用于在所述计量芯片根据所述基准电路参数建立采样基准后，控制所述切换装置将所述采样信号输入端切换至与所述故障仿真电路连接，接收所述计量芯片上传的自诊断信息，对比所述自诊断信息以及相应的对所述切换装置的控制信息，并根据对比结果确定所述被测电能表的计量性能自监测能力测试结果；

所述采样仿真电路具体包括电流采样仿真电路和电压采样仿真电路；

相应的，所述故障仿真电路具体包括电流故障仿真电路和电压故障仿真电路；

所述电源装置具体包括电流源装置和电压源装置；

所述切换装置具体包括用于在所述电流源装置和所述计量芯片的电流通道采样信号端之间切换所述电流采样仿真电路和所述电流故障仿真电路的第一切换装置，以及用于在所述电压源装置和所述计量芯片的电压信号输入端之间切换所述电压采样仿真电路和所述电压故障仿真电路的第二切换装置；

所述故障仿真电路模拟的故障类型包括：所述被测电能表的电流采样电路的分流器短路故障、所述被测电能表的电流采样电路的分流器阻抗变化故障、所述被测电能表的电流采样电路的分流器断路故障、所述被测电能表的电流通道采样信号端正极的采样抗混叠电阻断路故障、所述被测电能表的电流通道采样信号端正极的采样抗混叠电阻阻抗变化故障、所述被测电能表的电流通道采样信号端正极的采样抗混叠电阻短路故障、所述被测电能表的电流通道采样信号端负极的采样抗混叠电阻断路故障、所述被测电能表的电流通道采样信号端负极的采样抗混叠电阻阻抗变化故障、所述被测电能表的电流通道采样信号端负极的采样抗混叠电阻短路故障、所述被测电能表的电压采样电路上分压电阻断路故障、所述被测电能表的电压采样电路下分压电阻断路故障、所述被测电能表的电压采样电路上分压电阻短路故障、所述被测电能表的电压采样电路上分压电阻阻抗变化故障、所述被测电能表的电压采样电路下分压电阻短路故障、所述被测电能表的电压采样电路下分压电阻阻抗变化故障中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于，所述电流采样仿真电路具体包括：第一分流器，第一电阻，第二电阻，第一采样电阻，第二采样电阻，第一电容和第二电容；

其中，所述第一电阻的第一端与所述电流源装置的正极连接，所述第一电阻的第二端与所述第一分流器的第一端以及所述第一采样电阻的第一端连接，所述第一分流器的第二端与所述第二电阻的第一端以及所述第二采样电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述电流源装置的负极连接，所述第一采样电阻的第二端与所述第一电容的第一端以及所述计量芯片的电流通道采样信号端的正极连接，所述第二采样电阻的第二端与所述第二电容的第一端以及所述计量芯片的电流通道采样信号端的负极连接，所述第一电容的第二端和所述第二电容的第二端均接地。

3.根据权利要求2所述的测试***，其特征在于，所述电流故障仿真电路具体包括：第二分流器，第三电阻和第四电阻；

其中，所述第二分流器的第一端与所述电流源装置的正极连接，所述第二分流器的第二端与所述电流源装置的负极连接；所述第三电阻并联于所述第一采样电阻两端；所述第四电阻并联于所述第二采样电阻两端；

相应的，所述第一切换装置具体包括：第一开关，第二开关，第三开关，第四开关，第五开关，第六开关，第七开关，第八开关和第九开关；

其中，所述第一开关的第一端与所述电流源装置的正极连接，所述第一开关的第二端与所述电流源装置的负极连接；所述第二开关设于所述电流源装置的正极和所述第二分流器的第一端之间；所述第三开关串联于所述第一电阻、所述第二电阻和所述第一分流器所在的支路上；所述第四开关串联于所述第一分流器的第一端和所述第一采样电阻的第一端之间；所述第五开关串联于所述第三电阻所在支路；所述第六开关并联于所述第一采样电阻两端；所述第七开关串联于所述第一分流器的第二端和所述第二采样电阻的第一端之间；所述第八开关串联于所述第四电阻所在支路；所述第九开关并联于所述第二采样电阻两端。

4.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于，所述电压采样仿真电路具体包括：第一分压电阻和第二分压电阻；

其中，所述第一分压电阻的第一端与所述电压源装置的第一输出端连接，所述第一分压电阻的第二端与所述第二分压电阻的第一端以及所述计量芯片的第一电压通道采样信号端连接，所述第二分压电阻的第二端与所述电压源装置的第二输出端以及所述计量芯片的第二电压通道采样信号端连接。

5.根据权利要求4所述的测试***，其特征在于，所述电压故障仿真电路具体包括：第五电阻和第六电阻；

其中，所述第五电阻并联于所述第一分压电阻两端，所述第六电阻并联于所述第二分压电阻两端；

相应的，所述第二切换装置具体包括：第十开关，第十一开关，第十二开关，第十三开关，第十四开关和第十五开关；

其中，所述第十开关串联于所述电压源装置的第一输出端和所述第一分压电阻的第一端之间；所述第十一开关串联于所述第二分压电阻的第二端和所述电压源装置的第二输出端之间；所述第十二开关并联于所述第一分压电阻两端；所述第十三开关串联于所述第五电阻所在支路；所述第十四开关并联于所述第二分压电阻两端；所述第十五开关串联于所述第六电阻所在支路。

6.根据权利要求1所述的测试***，其特征在于，还包括：串联于所述电流采样仿真电路的第一指示灯，串联于所述电流故障仿真电路的第二指示灯，串联于所述电压采样仿真电路的第三指示灯，串联于所述电压故障仿真电路的第四指示灯。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的测试***，其特征在于，所述切换装置具体为继电器。

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